本申请涉及固废再利用,尤其涉及一种锂渣基胶凝材料及其制备方法。
背景技术:
1、锂渣是锂矿石提锂过程中产生的一种工业固废,江西宜春拥有世界上最大的锂云母矿,折算成锂氧化物,其储量大约为110万t,占全国锂资源储量的30%以上,目前,绝大部分锂渣通过堆存的方式进行处理,而锂渣的堆积不仅占用大量土地,危害生态环境,同时也危及当地居民健康,并且锂渣中含有大量的重金属及有害物质,如不经特殊处理,锂渣中重金属会大量渗出,污染地下水和土壤,并通过重金属在动植物体中的迁移转化,进一步危害人类的健康。因此亟需对锂渣进行综合利用。锂渣的主要化学成分为sio2和al2o3,并具有一定的火山灰活性和良好的微集料填充效应,因此制备建筑材料是提高利用效率的有效途径之一,其可作为碱激发胶凝材料的原材料,但锂渣的特性限制了其掺量。
技术实现思路
1、本申请提供有利于资源化、高性能化及无害化利用大掺量锂渣的锂渣基胶凝材料及其制备方法。
2、第一方面,本申请实施方式提供一种锂渣基胶凝材料的制备方法,所述制备方法包括:
3、将对锂渣进行水洗脱碱处理;
4、对水洗脱碱后的锂渣进行化学激发并干燥;
5、干燥后的锂渣进行粉磨活化以得到预处理锂渣;
6、将预处理锂渣、工业固废、水泥熟料和激发剂按比例混合配料,形成锂渣基胶凝材料;其中,所述预处理锂渣按质量百分比计含量为[30%,60%]。
7、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述对锂渣进行水洗脱碱的步骤包括:
8、将锂渣与清水按预设固液比混合,形成锂渣浆液;
9、在20℃~60℃的温度下浸泡4h~40h,过滤锂渣浆液以分离锂渣;
10、对分离出的锂渣进行多次洗涤;
11、其中,预设固液比在(1:1)~(1:9),洗涤次数为1~10。
12、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述对水洗脱碱后的锂渣进行化学激发并干燥的步骤包括:
13、将水洗脱碱后的锂渣加入ph值为10~13的ca(oh)2溶液中;
14、在200r/min~600r/min的转速下搅拌2h~4h;
15、过滤分离溶液中的锂渣;
16、对过滤后的锂渣进行干燥处理至含水率低于3%。
17、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述将干燥后的锂渣进行粉磨活化得到预处理锂渣的步骤包括:
18、将干燥后的锂渣与助磨增强剂混合进行粉磨活化,直至锂渣的比表面积为500m2/kg~800m2/kg;
19、其中,助磨增强剂加入量为锂渣的0.01%~0.05%,助磨增强剂成分包含二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、甲酸钙、氯化钙及蔗糖中的一种或多种。
20、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述工业固废按质量百分比计含量为20%~40%;所述水泥熟料按质量百分比计含量为2%~10%;所述激发剂按质量百分比计含量为4%~10%。
21、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述工业固废包含矿渣、粉煤灰、钢渣及脱硫石膏中的一种或多种。
22、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述工业固废的比表面积为[400m2/kg~700m2/kg]。
23、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述激发剂包含naoh、koh、ca(oh)2、na2sio3、caso4、na2co3和caco3中的一种或多种。
24、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述水泥熟料包括硅酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料。
25、第二方面,本申请实施方式还提供一种锂渣基胶凝材料,所述锂渣基胶凝材料由第一方面所述的锂渣基胶凝材料的制备方法制成。
26、本申请提供的锂渣基胶凝材料及其制备方法,通过对锂渣水洗脱碱-化学激发-机械活化进行预处理,来改善锂渣水化活性低,碱含量高及成分波动大等问题,实现大掺量锂渣在制备胶凝材料的过程中资源化、高性能化及无害化利用。并且,利用锂渣基胶凝材料替代硅酸盐水泥,实现锂渣固废再利用的同时,减少co2排放量。
1.一种锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
2.根据权利要求1所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述对锂渣进行水洗脱碱的步骤包括:
3.根据权利要求2所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述对水洗脱碱后的锂渣进行化学激发并干燥的步骤包括:
4.根据权利要求3所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述将干燥后的锂渣进行粉磨活化得到预处理锂渣的步骤包括:
5.根据权利要求1至4中任一项所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述工业固废按质量百分比计含量为20%~40%;所述水泥熟料按质量百分比计含量为2%~10%;所述激发剂按质量百分比计含量为4%~10%。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述工业固废包含矿渣、粉煤灰、钢渣及脱硫石膏中的一种或多种。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述工业固废的比表面积为[400m2/kg~700m2/kg]。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述激发剂包含naoh、koh、ca(oh)2、na2sio3、caso4、na2co3和caco3中的一种或多种。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的锂渣基胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述水泥熟料包括硅酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料。
10.一种锂渣基胶凝材料,其特征在于,所述锂渣基胶凝材料由权利要求1至9中任一项所述的锂渣基胶凝材料的制备方法制成。
